[发明专利]一种可见光通信、定位科研教学一体化实验装置

说明书

本发明公开了一种可见光通信、定位科研教学一体化实验装置，该装置包括一可拆卸的立方体框架、安装在立方体框架内部并且可沿立方体框架立柱上下滑动定位的发射端安装网格、以及安装在立方体框架底部的接收端，框架各外表面还有可拆卸的遮光罩，通过安装拆卸遮光罩、改变布置在发射端安装网格上的发射段数量与布局、以及改变接收端的数量与布局，可以模拟不同情形下的可见光通信环境，以对可见光通信和定位系统进行研究和展示。

技术领域

本发明涉及一种可见光实验装置，更具体地，涉及一种可见光通信、定位科研教学一体化实验装置。

背景技术

现在无线通信的主要是传输载体为电磁波的无线电通信，如蜂窝移动通信技术、WIFI等。随着移动互联网和多媒体业务的不断发展，人们对无线通信的信道容量的需求不断增加。相比传统的无线电通信，可见光通信具有频谱资源丰富、无电磁辐射、信噪比高等优势，因此成为无线通信领域的研究热点之一。

可见光通信的主要应用场景包括：(1)日常生活通信。日常生活中的大数据量需求，如高清视频流传输、高速数据流下载等，而随着LED灯的发展，室内照明系统可以同时兼顾信息的传输。(2)室内定位。室内定位系统采用的WIFI信号、蓝牙信号以及超声波等方式存在系统稳定性不高、精确和准确度较低等问题，基于可见光的室内定位系统可以获得更高的定位精度。(3)航空中的应用。可见光通信无电磁干扰可以应用到航空通信,并已经得到应用。(4)水下通信。可见光通信在水中可以很好的克服衰减和电磁干扰等问题，是水下通信的热门研究方向。

因此，可见光通信成为各个高校通信领域热门研究问题。然而，目前没有成品化的可见光通信、定位实验装置，学生及研究人员可以直接用来进行可见光技术研究，不用专注底层硬件系统实现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种可见光通信、定位科研教学一体化实验装置，通过安装在立方体外框架上的、可调节高度的发射端固定网格实现通信距离的调节，通过灵活布置发射端LED光源的数量和布局以及灵活布置接收端光电检测器的数量和布局，实现对不同通信工况的模拟，通过安装拆卸不同数量的遮光罩实现对不同通信环境的模拟，从而在一个设备内实现了对可见光的通信和定位研究，不必再关注底层硬件设备。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可见光通信、定位科研教学一体化实验装置，其特征在于，包括一个立方体外框架、一个发射端固定网格、一个定位及通信状态显示屏；

还包括发射端驱动电路、发射端数字信号处理平台、接收端放大电路、接收端数字信号处理平台和光电检测器及直流稳压电路；

立方体外框架的外表面配有遮光罩；

立方体外框架的底面安装有一个或多个接收端，接收端的数量和布局由实验目的决定；

发射端固定网格上可固定一个或多个光源，光源的数量和布局由实验目的决定；

发射端固定网格可沿着立方体外框架的立柱上下滑动并通过平面高度调节扣进行定位；

光源与发射端驱动电路连接，发射端驱动电路与发射端数字信号处理平台连接；

光电检测器与接收端放大电路相连，接收端放大电路与接收端数字信号处理平台相连，接收端数字信号处理平台与定位通信状态显示屏连接。

优选地，发射端固定网格与所述立方体外框架的底面是平行的。

优选地，立方体外框架是可拆卸的，立方体的12条直杆边通过8个三向连接头固定。

优选地，发射端固定网格是通过螺栓顶紧的方式固定在立方体外框架的立柱上的，当螺栓旋出时，发射端固定网格就可沿着立方体外框架的立柱上下滑动。